DE2117608C3 - Hydraulische Schaltvorrichtung für Lastschaltgetriebe - Google Patents

Description

Eine Schaltvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist bereits aus der deutschen Patentschrift 911 bekanntgeworden, in' welcher für jede Schaltkupplung ein Selbsthalteventil und ein mit diesem zusammenwirkendes Ausrückventil vorgesehen sind. Das Selbsthalteventil der jeweils einzurückenden Kupplung schließt diese unter der Wirkung eines hydraulischen Steuersignals an eine Druckleitung an, während das dazugehörige Ausrückventil noch unter dem Einfluß des Druckes in der auszurückenden Kupplung steht und uovi eii-e Bohrung geöffnet ist, die enger ist als die Steuerbohrung des Selbsthalteventils. Während des Einschaltvorganges bleibt das Selbsthalteventil der auszurückenden Kupplung zunächst noch geöffnet und die auszurückende Kupplung unter Druck, bis der Druck in der einzurückenden Kupplung einen bestimmten Wert erreicht hat, so daß das Ausrückventil der auszurückenden Kupplung öffnet. Dadurch schließt das Selbsthalteventil dieser Kupplung und die Kupplung wird über eine Ausströmbohrung im Selbsthalteventil geöffnet. Durch die Entlüuung der auszurückenden Kupplung wird auch der Druck im Ausrückventil der einzurückenden Kupplung abgebaut, so daß dieses Ventil unter der Wirkung des eingangs erwähnten Steuersignals schließen kann. Während eines Gangwechsels kann sich daher und wegen des noch geöffneten Ausrückventils das <oim Verstellen des Selbsthalteventils der einzurückenden Kupplung bestimmte Steuersignal nur mit Verzögerung aufbauen, da ein bestimmter Druckölanteil über die noch geöffnete Bohrung des Ausrück ventils entweichen kann. Eine weitere Verzögerung wird durch die in der Druckleitung zum Schaltzylinder angedeutete Drosselstelle bedingt. Diese soll anderseits wohl einen schnellen und genauen Selbsthaltedruck in dem Selbsthalteventil garantieren. Da jedoch vor diesem eine weitere Drosselstelle vorgesehen ist, die auch hier eine Verzögerung nicht ausschließt, so daß Unzuverlässigkeiten in dem gesamten Schaltablauf zu befürchten sind.

Die bekannte Schaltvorrichtung erfordert außerdem einen verhältnismäßig hohen Bauaufwand, da die Ventilkolben und Gehäuse von Selbsihalteventil und Ausrückventil in der Herstellung teuer sind.

Eine weitere derartige Schaltvorrichtung ist in der deutschen Offenlegungsschrift 1 650 692 am Beispiel eines Zweiganggetriebes beschrieben, in welcher zwei Kupplungen über einen gemeinsamen Gangschaltventil gesteuert werden und jeder Kupplung für das überschneidende Ein- bzw. Ausrücken ein federbelasteter Steuerkolben zugeordnet ist. Bei einer Gangumschaltung bleibt die auszurückende Kupplung über eine in jeder Stellung des Gangschiebers mit der Pumpe verbundene Druckhalteleitung und einen durch ihren Steuerkolben freigegebenen Gehäuseraum vom Druck beaufschlagt. Sobald der Druck in der einzurückenden Kupplung für die Drehmomentübertragung genügend groß ist, bewegt sich der Steuerkolben dieser Kupplung gegen einen Anschlag, der dabei eine Verbindung zwischen dem vorerwähnten Gehäuseraum der auszurückenden Kupplung und einer Rücklaufleitung herstellt. Der Steuerkolben für die auszurückende Kupplung bewegt sich jetzt unter Federwirkung in seine entlastete Stellung und sperrt die Druckhalteleistung ab.

Diese Schaltvorrichtung arbeitet mit einem konstanten Schaltdruck.

Schließlich ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 908 914 noch eine weitere Schaltvorrichtung bekannt, in welcher die Kupplungen unmittelbar über elektromagnetisch betätigbare Gangschaltventile gesteuert werden. Die Kupplungen sind außerdem an ein doppelt beaufschlagbares Entlüftungsventil mit unterschiedlich bemessenen Steuerflächen angeschlossen, dessen größere Steuerfläche bei einem Gangwechsel einerseits vom Druckabfall in der auszudrückenden bzw. dem Druckanstieg in der einzurückenden Kupplung und dessen kleinere Steuerfläche andererseits durch den von der Pumpe erzeugten Schaltdruck steuerbar ist. Diese bekannte Schaltvor-

richtung hat den Nachteil, daß sie bei der Übernahme des Lastmoments von der auszurückenden auf die einzurückende Kupplung mit einem sog. Sperrdruck in der auszurückenden Kupplung arbeitet. Dieser gegenüber dem Schaltdruck abg.rjenkte Sperrdruck ergibt sich aus der Ansprechzeit des Entlüftungsventils, welches die Entlüftung der auszurückenden Kupplung erst dann unterbricht, wenn die auf die kleinere Steuerfläche des Entlüftungsventils wirkende Kraft de:, Schaltdruckes größer ist als die Kraft des Drukkes, der in der auszurückenden Kupplung abgenommen auf die größere Steuerfläche des Entlüftungsventils geleitet wird. In dieser Anordnung kann die auszurückende Kupplung infolge des niedrigen Sperrdrucks vorzeitig aufreißen.

Aufgabe und Lösung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde bei kurzen Schaltzeiten zuverlässige S^haltübergänge zu erreichen.

Nach der Erfindung werden die Gangschaltventile über elektromagnttisch betätigbare Vorsteuerventile durch Drucköl verstellt. Bei einem Gangwechsel bleibt der die Druckleitung steuernde Schaltkolben des bereits durch das zugeordnete Vorsteuerventil abgeschalteten Gangschaltventils der auszurückenden Kupplung infolge seiner Differenzfläche solange in Einschaltstellung, bis der in der einzudrückenden Kupplung wirkende Druck, welcher auf einen im vorgenannten Gangschaltventil angeordneten Sperrkolben geleitet wird, den Schaltkolbcn der auszurückenden Kupplung in Abschaltstellung bewegen kann, wodurch diese Kupplung entlüftet wird; d.h., die ausrückende Kupplung wird dann entlüftet, wenn die einzurückende Kupplung das Drehmoment übertragen kann.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung für die Leerlaufstellung ist im Anspruch 2 enthalten.
Erläuterung der Erfindung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgendem näher erläutert:

Es zeigt

F i g. 1 einen Teil der Schaltvorrichtung als hydraulischen Schallplan,

F i g. 2 schematisch und teilweise im Schnitt die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung für ein Lastschaltgetriebe mit drei Vorwärts-Gängen, bei geschaltetem 1. Gang.

Nach F i g. 1 und 2 fördert eine vom Fahrzeugmotor angetriebene Pumpe 1 Öl aus einem Behälter 2 in eine Druckleitung 8 zu einem Schaltdruckventil 4. In eine zur Druckleitung 8 parallele Leitung 5 ist ein von der Stellung eines Gaspedals 6 abhängiges Drosseldruekventil 7 eingebaut, welches einen dem jeweiligen Motormoment entsprechenden Druck in der Leitung S hinter dem Ventil 7 und im Schaltdruckventil 4 bereitstellt. Die Pumpe 1 baut über die Druckleitung 8 im Schaltdruckventil 4 um dieses geöffnet zu halten einen entsprechend hohen Gegendruck auf, so daß ein variabler Schaltdruck zum Schalten der Gangelemente in der Druckleitung 3 hinter 4 zur Verfügung steht. Ein Hauptdruckventil 9 sichert den Druckaufbau in der Schaltvorrichtung und läßt das nicht benötigte Drucköl über einen dem Getriebe vorgeschalteten Wandler W und einen nicht dargestellten Schmiermittelkreislauf zum Behälter 2 zurückfließen. Die Druckleitung 8 ist an Vorsteuerventile 10.11, 12 angeschlossen, die zum Einschalten der mit der Druckleitung 3 verbundenen Gangschaltventile 20, 21, 22 dienen.

Die im dargestellten Ausführungsbeispiel alb Magnetventile ausgebildeten Vorsteuerventüt 10, 11, 12 stimmen in ihrem Aufbau ebenso miteinander überein wie die Gangschaltventile 20, 21, 22, so daß nachstehend nur ein Vorsteuerventil und ein Gangschaltventil näher erläutert ist.

Das Vorsteuerventil 10 für den ersten Gang enthält einen Ventilkolben 13, der durch einen Elektromagneten 16 gegen die Wirkung einer Feder 19 verstellbar ist. Am Ventilkolben 13 sind Steuerkanten 23, 24; 25, 26 gebildet, welche mit Ringnuten 27, 28, 29; 30, 31, 32 in der Bohrung des Ventilkolbens

13 zusammenwirken. Die an die Pumpe 1 angeschlossene Leitung 8 ist mit der Ringnut 27 verbunden. In der gezeichneten Einschaltstellung des Ventilkolbens 13 ist die Ringnut 27 durch die Steuerkante 23 geöffnet, so daß sich der Pumpendruck der Leitung 8

über die Ringnut 28 auch in einer Steuerleitung 34 ausgebildet hat. Die über eine nicht dargestellte Leitung an den Behälter 2 angeschlossene Entlüftungsringnut 29 ist durch die Steuerkante 24 abgeschlossen. Eine von der Leitung 8 abzweigende Leerlauf-

leitung 37 ist über die Vorsteuerventile 10, 11, 12 an die Gangschieber 22, 21, 20 angeschlossen. Die Steuerkante 26 überdeckt die an die Leerlaufleitung 37 anschließbare Ringnut 32. Durch die Steuerkante 25 ist die Entlüftungsringnut 30 geöffnet, so daß eine

Verbindung zwischen der Ringnut 29 und der Leerlaufleitung 37 hergestellt ist.

Die durch Elektromagnete 17, 18 zu betätigenden Vorsteuerventile 11, 12 für den zweiten bzw. dritten Gang weisen entsprechende den Gangschaltventilen

21, 22 zugeordnete Stcuerlcitungcn 38, 39 auf.

Das mit dem Vorsteuerventil 10 zusammenwirkende Gangschaltventil 20 für den ersten Gang besteht aus einem Steuerkolben 41, einem Schaltkolben 42 sowie drei Sperrkolben 43, 44, 45. Eine Stirn-

fläche 46 des Steuerkolbens 41 ist über die Steuerleitung 34 mit der Ringnut 28 des Vorsteuerventils 10 verbunden. Der Schaltkolben 42 weist einen Kolbenteil 48 mit einer großen Kolbenfläch,; 49 und einen weiteren Kolbenteil 50 mit einer kleinen Kolbenfläche 51 auf. Durch eine Steuerkante 52 an der gioßen Kolbenfläche 49 ist eine an die Druckleitung 3 angeschlossene Ringnut 53 geöffnet und mit einer Ringnut 54 verbunden. Von der Ringnut 54 führt eine Leitung 55 zu einer Kupplung 56. Durch eine Steuer-

kante 58 der kleinen Kolbenfläche 51 des Schaltkolbens 42 ist eine Entlüftungsringnut 59 abgesperrt, die in eine Entlüftungsbohrung 47 mündet.

Die Sperrkolben 43, 44, 45 weisen Längsbohrungen 63, 64, 65 auf, durch die herangeführtes Drucköl

hindurchströmen kann, so daß kreisförmige Kolbenflächen 73, 74, 75 mit dem Durchmesser der genannten Sperrkolben beaufschlagbar sind. Der Sperrkolben 45 liegt mit einem Anschlag 71 am Ventilgehäuse an. Von der unter Öldruck stehenden und mit der Kupplung 56 verbundenen Leitung 55 ist eine Abzweigleitung 68 sowohl zu einem Sperrkolben 44 A des Gangschaltventils 21, als auch zu einem Sperrkolben 44 B des Gangschaltvenlils 22 geführt. Ein Schaltkolben 42/4 des Gangschaltventils 21 kann über eine Leitung 55 A eine Verbindung zwischen der Druckleitung 3 und einer Kupplung 66 für den zweiten Gang herstellen. Die Leitung 55 Λ ist über eine Abzweigstelle 68 A an den Sperrkolben 44 des Gang-

sl haltventils 20, sowie an einen Sperrkolben 43 B des G.mgschaltventils 22 angeschlossen. Schließlich kann ein Schaltkolben 42 B des Gangschaltventils 22 über one Leitung 55 B eine Verbindung zwischen der Di uckleitung 3 und einer Kupplung 76 für den dritten G.iug herstellen. Die Leitung 55 ß wiederum ist über eine Abzweigleitung 68 B an den Sperrkolben 43 des Gangschaltventils 20, sowie einen Sperrkolben 43/4 lW-n Gangschaltventils 21 angeschlossen.

Die Leerlaufleitung 37 ist zu je einem Sperrkolben 45 ß, 45/1, 45 der Gangschieber 22, 21, 20 geführt. Die Schaltvorrichtung wirkt wie folgt:
F i g. 2 zeigt die Schaltstellung für den ersten Gang. Der Ventilkolben 13 des Vorsteuerventils 10 ist durch den Elektromagneten 16 gegen die Wirkung der Fedc-r 19 nach links verstellt und eingeschaltet. Die Pumpe 1 ist somit über die Leitung 8, Ringnut 27, Ringnut 28 und die Leitung 34 mit der Stirnfläche 46 des GangschaU'.entils 20 verbunden. Durch die Kraft des auf die Stirnfläche 46 wirkenden Öldruckes sind ao sämtliche Kolben des Gangschaltventils 20 nach links verschoben, so daß der Anschlag 71 am Gehäuse anliegt. Der Schaltkolben 42 ist daher so verschoben, daß die über das Schaltdruckventil 4 an die Pumpe 1 angeschlossene Druckleitung 3 über die Ringnuten 53 und 54 mit der Leitung 55 verbunden ist, die zur Kupplung 56 für den ersten Gang führt. In der Kupplung 56 herrscht ein durch das Drosseldruckventil 7 eingestellter, dem jeweiligen Motormoment entsprechender Schp'tdruck. Dieser Schandruck steht über eile Zweigleitung 68 . \ich am Sperrkolben 44 A des Gangschaltventils 21 und am Sperrk<Mben 44 B des Gangschaltventils 22 zur Verfugung, so daß die genannten Gangschaltventile in Abschaltstellung gehalten werden. Aufschalten vom ersten in den zweiten Gang:
Der Elektromagnet 16 wird stromlos und die Feder 19 drückt den Ventilkolhcn 13 in Ausschalt-Stellung nach rechts. Die Steuerkante 23 überdeckt nunmehr die Ringnut 27 und die Steuerleitung 34 ist über die Ringnut 28 und die geöffnete Entlüftungsringnut 29 entlüftet. Das Gangschaltventil 20 bleibt jedoch zunächst noch in der gezeichneten Einsehall-Stellung, da die auf die große Kolbenllächc 49 wirkende Kraft des Druckes größer ist als die Kraft des Druckes auf die kleine Kolbenfläche 51. In der Kupplung 56 herrscht daher weiterhin der volle Schaltdruck. — Der Elektromagnet 17 erhält Strom und verstellt den Ventilkolben 14 des Vorsteuerventils 11 nach links. Aus der Leitung 8 strömt das Drucköl in die Steuerleitung 38, wodurch das Gangschaltventil 21 nach links gedruckt wird. Jetzt ist durch den Sehaltkolben 42 Λ eine Verbindung von der Druckleitung 3 zur Leitung 55 A hergestellt und in der Kupplung 66 baut sich der Schaltdruck auf. Da die Kupplung 66 über die Zweigleitung 68/1 an den Sperrkolbcn 44 des Gangschallventils 20 angeschlossen ist, wirkt dieser Druckanstieg durch die Längsbohrung 64 auch auf die Kolbenfiächc 74. Sobald der Öldruck in der Kupplung 66 auf einen Wert angestiegen ist, bei dem diese das Lastmoment übertragen kann, überwiegt die Kraft des Druckes auf die Kolbenfläche 74 die Kraft des auf die Ringkolbenfläche 49 wirkenden Schaltdruckes, so daß sich die Sperrkolben 44, 43, der Schaltkolben 42 und der Steuerkolben 41 in Abschaltstellung nach rechts bewegen. Die Kupplung 56 für den ersten Gang ist somit über die Entlüftungsringnut 59, die Entlüftungsbohrung 47 und eine nichl dargestellten Leitung zum Behälter 2 entlüftet, während der Druck in der Kupplung 66 bis auf die Höhe des jeweiligen Schaltdruckes ansteigt.

Bei einer möglichen Aufschaltung vom ersten in dem dritten Gang erfolgt eine Abschaltung der Kupplung 56 sinngemäß über die mit der Kupplung 76 verbundene Zweigleitung 68 ß, die zum Sperrkolben 43 des Gangschaltventils 20 geführt ist.

Im Leerlauf des Lastschaltgetriebes befinden sich sämtliche Gangschaltventile rechts in Anlage. Dies geschieht durch eine hydraulische Kraft, die bei ausgeschalteten Vorsteuerventilen 10, 11, 12 über eine Leerlaufleitung 37 auf die Kolbenflächen der Sperrkolben 45/1, 45 ß wirkt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patenansprüche:

1. Hydraulische Schaltvorrichtung für Lastschaltgetriebe, mit an eine Druckleitung angeschlossenen und durch Vorsteuerventile in Schaltstellung bewegbaren Gangschaltventilen zum Petätigen von Kupplungen und m:l einer Einrichtung, durch die beim Gangwechsel das Ausrücken einer Kupplung vom Druckanstieg in einer einzurückenden Kupplung gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gangschaltventil (20, 21, 22) gleichachsig einen Schaltkolben (42, 42 A, 42B) mit zwei Kolbenteilen (48, 50) mit zwei verschieden großen Kolbenflächen (49 und 51), einen Steuerkolben (41) und mehrere Sperrkolben (43, 44, 45) enthält, wobei der KoI-benteil (50) mit der kleineren Kolbenfläche (51) dem Steuerkolben (41) zugewandt ist und sich an dem anderen Kolbenteil (48) die Sperrkolben (43, 44, 45) anschließen, und daß die Druckleitung (3) zur Kupplung (56) von dem Kolbenteil (48) mit der größeren Kolbenfläche (49) und die Entlüftungsbohrung (47) für die Kupplung (56 bzw. 66, 76) von dem anderen Kolbenteil (50) freigegeben wird und die Stirnfläche (46) des Steuerkolbens(41) mit dem Vorsteuerventil (10) verbunden ist, wobei jede Kupplung (56, 66, 76) mit einem Schaltkolben (42, 42A, 42B) ihres zügeordneten Gangschaltventils (20, 21, 22) und mit jeweils einem Sperrkolben der anderen Gangschaltventil verbunden ist, so daß die Gangschaltventile (20, 21, 22) durch die Vorsteuerventile (10, 11, 12) eingeschaltet werden und bei einem Gangwechsel der Schaltkolben der auszurückenden Kupplung infolge des auf die Differenzfläche der größeren Kolbenfläche wirkenden Schaltdruckes seine Einschaltstellung in bezug auf die Druckleitung (3) solange beibehält, bis der in der einzurückenden Kupplung wirkende und auf einem Sperrkolben geleitete Druck das Gangschaltventil der auszurückenden Kupplung in Abscha'iiatellung bewegt.

2. Hydraulische Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Ausschaltstellung der Vorsteuerventile (10, 11, 12) die Pumpe (1) über die Vorsteuerventile an eine Leerlaufleitung (37) angeschlossen ist, die mit einem weiteren Sperrkolben (45, 4SA, 45B) jedes Gangschaltventils (20, 21, 22) verbunden ist, so daß bei Getriebeleerlauf die Gangschaltventile abgeschaltet und die Kupplungen (56, 66, 76) entlüftet sind.